COMPUERTAS LÓGICAS

Las computadoras digitales utilizas el sistema de números binarios (0 y 1). Estos dígitos se denominan bit. Las computadoras digitales utilizan grupos de estos bits. Estos grupos pueden representar no solo números binarios sino que pueden representar cualquier símbolo, como por ejemplo dígitos decimales o letras del alfabeto, como también cualquier otro símbolo. Utilizando estos arreglos binarios y diversas técnicas de decodificación se pueden crear conjuntos completos de instrucciones para realizar diferentes tipos de cálculos que se necesiten.

Las instrucciones son conjuntos de datos binarios insertados en una secuencia estructurada que el procesador interpreta y ejecuta.

Esta información binaria se representa por cantidades físicas denominadas señales. Estas son señales eléctricas cómo voltajes que existen a través del sistema digital en cualquiera de los dos valores, 1 o 0. Las señales están bien identificadas por lo cual hay un nivel de tensión que se denomina un estado alto (high) o uno lógico y al otro estado bajo (low) o cero lógico.

Estas señales tienen una desviación o margen de error aceptable a su valor nominal. Así mismo, tiene una zona intermedia en la cual solo se cruza durante la transición del estado, de 0 a 1 o viceversa. Esta señal nunca puede quedar en esa zona. Los terminales que reciben estas señales las aceptan dentro de las tolerancias permitidas y los circuitos responden en los terminales de salida.

La lógica binaria tiene se asocia con las variables binarias y con operación con sentido lógico. La manipulación de la información binaria se hace por circuitos que se denominan compuertas.

Estas denominadas compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario. Las compuertas se encuentran comúnmente en sistemas de computación digitales. Cada compuerta posee un símbolo grafico que lo representan, estas son diferentes y su operación puede describirse por medio de funciones algebraicas. Estas tienen una tabla de verdad que representa las relaciones entrada – salida de las variables binarias por cada compuerta.

A continuación detallaremos los nombres, símbolos, grafico, fusiones y sus respectivas tablas de verdad de las compuertas que más se utilizan en la actualidad.

LAS COMPUERTAS LÓGICAS MÁS UTILIZADAS

Compuerta AND: La compuerta AND produce la multiplicación (se representa con el símbolo *) lógica. Todas las compuertas tienen dos variables de entrada designadas con la letra A y B y una salida binaria designada por una X. La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND, esto significa que la salida X será un 1 únicamente cuando la entrada A y B también sean 1.

Si alguna entrada o ambas sean 0 la salida también lo será. La compuerta también puede recibir más de dos entradas, pero para que la salida sea 1, todas las entradas también deben serlo.

Compuerta OR: La compuerta OR produce la función sumadora (se representa con el símbolo +). Para que la salida devuelva un 1, la entrada A o la entrada B o ambas entradas deben ser 1. Si ambas entradas son 0, la salida devolverá 0. Al igual que la compuerta AND las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 0.

Compuerta NOT: El circuito NOT invierte el nivel lógico de una señal binaria. Esta produce el NOT o la función complementaria. Si una variable posee un valor 0, la compuerta NOT cambiará su estado al valor 1 y viceversa.

Esta se representa con un círculo pequeño en la salida como se observa la siguiente imagen.

Compuerta Separador (yes): Un símbolo triangular designa un circuito separador, el cual no produce ninguna función lógica particular ya que el valor de entrada será el mismo que el de salida. Este se utiliza simplemente para la amplificación de la señal. Un ejemplo para la utilización de esta compuerta es un separador que utiliza 5 volt para el binario 1, produciría en la salida de 5 volt, sin embargo, la corriente producida a la salida es muy superior a la corriente que recibió a la entrada. Se utiliza para excitar muchas otras compuertas que requieren mayor corriente que de otra manera no se encontraría en la pequeña cantidad de corriente aplicada a la entrada del separador.

Compuerta NAND: esta compuerta es el complemento AND. Como se observa en el dibujo que se encuentra a continuación posee un círculo en la salida (invierte la señal de salida). El nombre se deriva de la abreviación NOT – AND. La compuerta NAND, al igual que la AND, puede tener más de dos entradas y la salida siempre será el complemento de la función AND.

Compuerta NOR: esta compuerta es el complemento de la compuerta OR y se utiliza el mismo símbolo con un circulo en su salida (invierte la señal de salida). Al igual que la anterior, puede tener más de dos entradas y la salida será el complemento de la función OR.